【摘 要】介紹了中美標(biāo)準(zhǔn)在火力發(fā)電廠的建筑防火和汽輪機防進水方面的部分規(guī)定，并進行了分析對比，為國際工程設(shè)計提供了參考。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠；建筑防火；汽輪機；防進水，國際工程設(shè)計

一、引言

隨著中國對海外電力市場的開發(fā)，越來越多的電力工程承包商進入國際電力建設(shè)市場。國外業(yè)主在標(biāo)書中通常選擇美國、英國、日本等國的標(biāo)準(zhǔn)或ISO、IEC等國際標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計依據(jù)。而中國標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)的差異有多大，能否為國外業(yè)主所接受，就成了一項復(fù)雜而有意義的研究課題。鑒于此，本文選取了中美標(biāo)準(zhǔn)在火力發(fā)電廠的建筑防火和汽輪機防進水方面的部分規(guī)定進行了分析和對比，以期找出不同點供國際工程設(shè)計參考。

火力發(fā)電廠的汽輪機，目前設(shè)計參照的標(biāo)準(zhǔn)為本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了防止水和冷蒸汽對汽輪機造成損壞，提高運行安全、可靠性所涉及的設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、監(jiān)測、試驗及運行維護的技術(shù)要求。

二、中美標(biāo)準(zhǔn)對火力發(fā)電廠建筑防火設(shè)計要求的對比

（一）中美火力發(fā)電廠建筑防火設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)介紹

中國火力發(fā)電廠建筑防火設(shè)計方面的標(biāo)準(zhǔn)主要有GB50016-2012《建筑設(shè)計防火規(guī)范》，GB50229-2006《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范》。前者是一個綜合性的防火技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了廠房、氣體儲罐、民用建筑、消防車道、建筑構(gòu)造、消防給水、采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)、電氣、交通隧道等；后者是專業(yè)性較強的防火標(biāo)準(zhǔn)，主要針對火力發(fā)電廠（燃煤電廠、燃?xì)怆姀S等）和變電站。

美國在防火方面的標(biāo)準(zhǔn)最主要的為國家防火協(xié)會（NFPA） 制定的系列標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)體系分類細(xì)致，內(nèi)容完善，是消防方面的百科全書。綜合性和專業(yè)性兼具，包含標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范共300個。

（二）分析對比

1.屋外油浸變壓器的防火間距

（1）GB 50229-2006中關(guān)于屋外油浸變壓器防火間距的規(guī)定

主要有：

4.0.8條，油浸變壓器與汽機房、屋內(nèi)配電裝置樓、主控樓、集中控制樓及網(wǎng)控樓的間距不應(yīng)小于10m。

表4.0.11中，對主變或屋外廠用變壓器，根據(jù)不同的油量和不同的建筑耐火等級，對變壓器與周圍構(gòu)建筑物的最小防火間距做了明確的規(guī)定。

6.6.2條，規(guī)定了在不同的電壓等級下，油量為2500kg及以上的屋外油浸變壓器之間的最小間距（5m～10m不等）。

6.6.3條，防火間距不滿足6.6.2條要求時，應(yīng)設(shè)置防火墻。

（2） NFPA850中關(guān)于屋外油浸變壓器防火間距的規(guī)定

主要有：

5.1.4.3條，當(dāng)油量為1890L（油密度按0.895kg/L考慮，約1692kg）及以上，變壓器與周圍構(gòu)筑物、設(shè)備的最小間距要求為：

油量介于1890L～18925L（1692kg～16938kg）時，最小間距7.6m；

油量大于18925L（16938kg）時，最小間距15m。

當(dāng)上述最小間距無法滿足時，應(yīng)設(shè)置耐火極限不小于2h的防火門。

該條還給出了圖示，表明了防火墻在水平和豎直方向的長度擴展要求。

（3）對比

由上可看出，中美規(guī)范在屋外油浸變壓器防火間距的要求上有較大差別。中國規(guī)范在設(shè)定防火間距時，按照不同的電壓等級和油量給出了不同的間距要求，美國規(guī)范則僅按不同的油量給出了不同的防火間距要求；中國規(guī)范對油量為2500kg以下的變壓器的防火間距未作規(guī)定，美國規(guī)范則對油量為1692kg以下的變壓器防火間距未作規(guī)定；當(dāng)防火間距不滿足要求時，兩個規(guī)范都要求設(shè)置防火墻，但美國規(guī)范規(guī)定了防火墻的耐火極限，中國規(guī)范未作要求，且美國規(guī)范對防火墻的設(shè)置方式和長度、高度均有詳細(xì)要求，中國標(biāo)準(zhǔn)要求較少。

2.屋內(nèi)油浸變壓器的防火

GB 50229-2006，6.6.5條，總油量超過100kg的屋內(nèi)油浸變壓器，應(yīng)設(shè)置單獨的變壓器室。

NFPA850，5.1.5.2條，油量大于379L（339kg）的屋內(nèi)油浸變壓器，應(yīng)設(shè)置不小于3h耐火極限的防火間隔。

可見，對于屋內(nèi)油浸變壓器的防火，兩個規(guī)范要求均較高，只是在具體方式上有不同。

三、中美標(biāo)準(zhǔn)對火力發(fā)電廠汽輪機防進水設(shè)計要求的對比

（一）中美火力發(fā)電廠汽輪機防進水的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)介紹

我國汽輪機防進水方面的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)主要有DL /T 834—2003《火力發(fā)電廠汽輪機防進水和冷蒸汽導(dǎo)則》，DL /T 5054—1996 《火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計技術(shù)規(guī)定》。前者規(guī)定了防止水和冷蒸汽對汽輪機造成損壞，提高運行安全、可靠性所涉及的設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、監(jiān)測、試驗及運行維護的技術(shù)要求，后者用于指導(dǎo)細(xì)節(jié)設(shè)計。美國火電用汽輪機防止進水損傷執(zhí)行的是AMSE TDP-1-2006，Recommended Practices for the Prevention of Water Damage to Steam Turbines Used for Electric Power Generation Fossil-Fueled Plants（發(fā)電用蒸汽輪機防水損壞的推薦實施規(guī)程），該規(guī)程主要從火力發(fā)電廠系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計、運行、檢驗、試驗和維護等方面指導(dǎo)如何防止汽輪機進水和安全的將水從汽輪機及其系統(tǒng)和設(shè)備中排除。

（二）分析對比

1.兩標(biāo)準(zhǔn)對主蒸汽管道防汽輪機進水方面的技術(shù)要求對比

（1）DL /T 834—2003第4.4節(jié)對疏水點的設(shè)置、疏水管徑的要求、閥門設(shè)置原則以及主蒸汽疏水管的獨立連接要求進行了簡單的規(guī)定，即：

4.4.1條，鍋爐出口到汽輪機主汽門之間的主蒸汽管道，每個最低點處均設(shè)置疏水點。

4.4.4條，設(shè)有啟動旁路的機組，疏水管徑的設(shè)計宜采用DN50。

4.4.5條，主蒸汽管道上每一疏水管均串聯(lián)裝設(shè)兩個閥門，至少應(yīng)有一個由主控制室內(nèi)控制裝置進行動力操作，另一個閥門采用手動操作，正常情況下，該閥門均通過閉鎖或其他方法使其保持開啟狀態(tài)。

4.4.6條，主蒸汽管道疏水，不應(yīng)與鍋爐的任何疏水管或聯(lián)箱連接。

DL /T 5054—1996對管道的疏放水坡度等要求做了較為細(xì)致的規(guī)定，即：

5.1.16條，水平管道的安裝坡度，應(yīng)根據(jù)疏放水的要求和防止汽輪機進水的要求確定。并考慮管道冷、熱態(tài)位移對坡度的影響，此時，管道位移可按設(shè)計壓力下的飽和溫度計算。

當(dāng)蒸汽管道溫度大于或等于430℃的時候，最小疏放水坡度不得小于0. 004。

（2）美國AMSE TDP-1-2006

3.3.2條，從鍋爐出口至汽輪機主汽門之間的主蒸汽管道，每個低位點都應(yīng)設(shè)置疏水。在確定這些疏水點的位置時，要考慮管系在冷態(tài)和熱態(tài)的工況，如果沒有明顯的低位點（如水平管道相當(dāng)長），就應(yīng)該在此管段靠近汽輪機側(cè)的末端設(shè)置一個低位疏水點。

3.3.3所有疏水管道和疏水閥的通流部分，包括緊接在汽輪機主汽門前主蒸汽管道的管接口，其內(nèi)徑不得小雨1英寸（25.4mm），以防有被雜物堵塞的危險。

3.3.4每路疏水管道都應(yīng)裝置一只動力驅(qū)動的閥門，許多用戶要求在這些疏水管道的每路上都應(yīng)串聯(lián)安裝兩只閥門，其中至少一只是動力驅(qū)動可以在主控室內(nèi)進行控制。

（3）對比

由上可以看出，中美標(biāo)準(zhǔn)在主蒸汽管道防汽輪機進水方面大體要求相同，如疏水點的位置設(shè)置等；不同點在于，中國標(biāo)準(zhǔn)在細(xì)節(jié)方面更為嚴(yán)格，體現(xiàn)在：管道坡度（中國標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定，美國標(biāo)準(zhǔn)沒有）；疏水管徑（美國標(biāo)準(zhǔn)只限制內(nèi)徑不小于1英寸即可，而中國標(biāo)準(zhǔn)要求管徑宜采用DN50）；閥門設(shè)置（中國標(biāo)準(zhǔn)強制采用兩個閥門，美國標(biāo)準(zhǔn)只強制設(shè)置了一個，另一個可根據(jù)用戶的喜好自行確定）。

2.兩標(biāo)準(zhǔn)對冷段再熱管道的技術(shù)要求對比

兩標(biāo)準(zhǔn)都描述了冷段再熱管道在汽輪機防進水中的重要性，完全排除進入冷再熱蒸汽管道的全部水量是不現(xiàn)實的，推薦了疏水方式，且根本出發(fā)點是提供信號以便運行人員及早采取措施來切斷水的流入。

但也有一些不同點，如：

（1）美國標(biāo)準(zhǔn)僅給出了一種疏水方式，即在每根冷段再熱蒸汽管道的低位點設(shè)置一個疏水罐；中國標(biāo)準(zhǔn)除推薦此種方式外，另多了一種更簡單便捷的方式，即冷段再熱管道疏水筒系統(tǒng)，在靠近汽輪機高壓缸排汽口附近，安裝一個直徑不少于DN200，長度不小于1500mm的疏水筒。

（2）對于同一種疏水方式，即疏水罐方式，美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了管道直徑和長度方面的要求，即直徑不小于6英寸（152mm），長度以滿足安裝水位傳感器的要求為宜；而中國標(biāo)準(zhǔn)沒有此方面的規(guī)定。

（3）對于疏水罐排水管徑的要求，中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定滿足排放再熱減溫器、I級旁路減溫器及加熱器泄漏時三者之中的最大一個的來水量即可；而美國標(biāo)準(zhǔn)則對管徑進行了量化，即公稱直徑不得小雨2英寸（51mm）。

（3）美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，為使機組在正常運行時疏水罐是干燥的，疏水罐及其連接管道應(yīng)全部保溫；中國標(biāo)準(zhǔn)無此項規(guī)定。

（4）美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在疏水罐內(nèi)安裝兩個水位傳感器，當(dāng)達到第一水位時，全開疏水閥，并在主控室內(nèi)發(fā)出報警信號指明疏水閥已全開；當(dāng)達到第二水位時，在主控室內(nèi)發(fā)生高-高水位報警信號。而中國標(biāo)準(zhǔn)略有不同，第一水位僅報警；第二水位時才將疏水閥全開，主控室持續(xù)報警，表明閥門已全開。

（5）疏水閥的控制特征略有不同：美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定疏水罐內(nèi)的水位達到第一水位時，自動打開疏水閥；而中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在達到第二水位和筒壁上下出現(xiàn)溫差，如溫差大于20℃時，疏水閥自動打開。

四、結(jié)語

通過以上對比分析可以看出：

在防火方面，美國標(biāo)準(zhǔn)的體系更為完善，涉及面廣，而中國標(biāo)準(zhǔn)在深度和廣度上均要遜色。在具體的條款方面，中國標(biāo)準(zhǔn)有些條款的要求更為嚴(yán)格，有些條款的細(xì)節(jié)則不夠完善。

在汽輪機防進水方面，中國標(biāo)準(zhǔn)和美國標(biāo)準(zhǔn)大體相同，只是中國標(biāo)準(zhǔn)在某些細(xì)節(jié)方面更為嚴(yán)格，而美國標(biāo)準(zhǔn)則在某些規(guī)定方面比較寬松，給予了設(shè)計者和使用者更多選擇的權(quán)利。

綜上，中國標(biāo)準(zhǔn)是在參照了諸多國際規(guī)范并基于中國國情的基礎(chǔ)上制定的，部分條款等同甚至高于國際標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然也有很多條款的要求低于國際標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此，對于國際工程設(shè)計，在等同或優(yōu)于國際標(biāo)準(zhǔn)的條款方面，承包商可說服業(yè)主使用中國標(biāo)準(zhǔn)；而在低于國際標(biāo)準(zhǔn)的條款方面，承包商可找出差距，有針對性的進行調(diào)整和完善，以此來逐步推動中國標(biāo)準(zhǔn)走向國際。

參考文獻：

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[3]公安部天津消防研究所. GB50016—2006 建筑設(shè)計防火規(guī)范[S]. 北京： 中國計劃出版社，2006

[4]東北電力設(shè)計院. GB50229—2006 火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范[S].北京： 中國計劃出版社，2007

作者簡介：

徐小麗（1983-），女，湖北隨州人，漢族，碩士學(xué)歷，湖北省電力勘測設(shè)計院海外業(yè)務(wù)部技術(shù)專責(zé)；

向歡歡（1982-），湖北武漢人，漢族，本科學(xué)歷，湖北省電力勘測設(shè)計院發(fā)電分公司建筑工程師；

何磊（1980-），四川威遠人，漢族，本科學(xué)歷，湖北省電力勘測設(shè)計院發(fā)電分公司設(shè)計經(jīng)理。